高合金耐热钢P91焊接工法.doc

P91焊接工法 1前言 随着我国电力工业的进步，超高参数、亚临界参数和超临界参数机组正在不断兴建，高合金耐热钢（P91、P92等）是这类机组中锅炉过热系统和主蒸汽系统必不可少的钢种。我公司在安装高参数和超高参数机组中所采用的钢号P91，标准号ASTM-A335，属于高合金耐热钢，是近十多年来国际上新研制出来的用于高参数以上火电厂的新型钢种。 所谓P91管是一种高合金高强度马氏体耐热钢，源于化学名称9Cr1Mo，与其它耐热钢比较，其优点是：（1）有很高的耐热度，允许工作壁温≤600℃（即蒸汽温度可超过600℃）；（2）有很高的强度，在壁温≤600℃时能满足亚临界压力的安全运行；（3）有较小的弹性模量，作为主蒸汽管有较小的热应力。P91钢材的焊接性能较差，在不预热的情况下焊接裂纹100%，在预热200℃以下焊接时，接头表面和内部均会产生裂纹，具有较大的冷裂倾向。在合适的预热温度下焊接时，如层间温度控制不严仍会产生裂纹，并影响机械性能。采取预热措施防止产生裂纹后，如热处理不当，其机械性能试验不会合格，焊缝不能承受高温高压。焊接过程中，必须一次焊成，在常温和亚预热状态下无返修可能。预热、焊接和焊后热处理是本工法的关键。 2工法特点 2.0.1 工艺技术先进，确保焊接质量 本工法采用焊前预热，焊后热处理，并严格控制层间温度的特殊工艺技术，确保了焊接质量，其经济性、适用性和可操作性强。 2.0.2 焊接工艺科学合理 本工法制定了P91钢管的特殊焊接工艺，重点、难点突出，针对性强。 3适用范围 本施工方法适用于高参数、超高参数和亚临界参数的火力发电厂特殊高合金耐热钢材的焊接，也可供其它合金钢材焊接参考。 4工艺原理 9Cr-1Mo-VP91是一种从日本进口的高强度马氏体耐热钢，可焊性差，冷裂性强，预热、焊接、热处理工艺要求严格。 管道全部坡口用机械加工，人工修理，用模具检验，坡口形式为U形；管道装配时确保对口间隙尺寸及内壁平齐，如有偏差时（管子不圆及壁厚不均匀）应修理达到焊接要求。 预热用电脑自动控制加热器，预热温度在两端设多个测点，测温用热电偶温度计，连续记录，并用红外线温度计校核。 焊接采用氩弧焊打底电焊盖面，氩弧焊打底时采用背面充氩，防止根部氧化。所有焊缝均为多层多道焊，氩弧焊丝用日本焊丝TGS-9CB/φ2.4，焊条用日本焊条CM-9CB/φ3.2。焊接过程中严格控制层间温度。 预热用电脑自动控制加热器，热电偶测温，按热处理曲线设定升温速度、保温时间和降温速度，电脑自动记录。 预热和热处理保温材料用硅酸铝纤维毡。 5施工工艺流程及操作要点 5.1 P91管道焊接工艺流程 5.2 操作要点 工程焊接主蒸汽母管有P91—12r1MoV异种钢过渡焊口、主蒸汽母管P91焊口及主蒸汽母管至汽机主汽门前支管P91焊口、支管与主汽门P91—12r1MoV异种钢过渡焊口，以及疏水、仪表P91—12r1MoV异种钢过渡焊口，全部焊口焊前预热、焊后热处理，100%无损探伤检验。全部焊口为固定焊口。 U型坡口 双V型坡口 5.2.1 P91管道焊接工艺： 所有焊缝均为氩弧焊打底手工电焊盖面。 5.2.1.1 P91管焊接工艺： （1）焊口整体预热采用电加热方法，预热达到设定温度后应即进行焊接。 （2）引弧，为防止在引弧时焊缝夹钨，最好用引弧板，或者采用高频引弧。 （3）点固焊焊缝要仔细检查，与正式施焊时相同，发现点固焊有质量问题时及时进行处量。 （4）焊接顺序如下： 水平固定焊口 垂直固定焊口 （5）焊接规范： 多层多道焊焊道 焊接方法 焊丝（条） 型（牌）号 直径（mm） 极性 电流（A） 电压（V） 焊接速度（cm/min） 1-2 GTAW TGS-9CB 2.4 正 90-120 8-10 4-6 3-9 SMAW CM-9CB 3.2 反 95-120 19-24 5-7 注：氩弧焊打底焊接时氩气流量：8-12L/min。 （6）为了防止产生根部未焊透等缺陷，焊前采用管内焊口反面充氩的焊接工艺，在管道焊口每侧300-500mm处粘两层牛皮纸密封，利用φ22钢管作气管对焊缝进行充氩，氩气流量为10-20L/min,在打底和第一道填充时保持8-10 L/min，焊口用保温棉条密封，从焊口处充氩时，用燃烧的打火机或火柴检查第一点口处，熄灭则充氩完，打底焊接过程中随焊随揭起密封棉条（主要是节约氩气）。 管内充氩装置示意图 （7） 打底完后进行电焊填充焊接，采用多层多道焊接，两人对称焊接， ①每焊完一层后，必须将焊渣彻底清理干净，消除缺陷后再继续焊接。 ②每层的焊接厚度不得超过3-4mm，焊条的摆动宽度不得超过